Эффективные строительные материалы для. малоэтажного строительства.

ГУП «НИИМосстрой». МГСУ.

Выполнение федеральной программы «Доступное и комфортное жилье – гражданам России» невозможно без массового строительства малоэтажных жилых домов на одну, две семьи или многоквартирные 3-4-х этажные со всеми удобствами. Объемы малоэтажного жилищного строительства растут из года в год. По некоторым оценкам доля такого строительства составляет более 45 % от общего объема вводимого жилья в стране, а в некоторых регионах – до 75.

Современное малоэтажное, в т. ч. индивидуальное, строительство жилья коренным образом отличается от того, что строили в конце прошлого столетия. Эти отличия заключаются в повышении комфортности жилья, его архитектурной выразительности, наличии подсобных встроенных или отдельно стоящих помещений, благоустройстве территории и т. д. Использование для такого строительства материалов и изделий, применяемых в массовом жилищном строительстве больших городов часто не эффективно ввиду высокой стоимости материалов и изделий, сосредоточения их производства в индустриальных центрах.

Современные требования по энергосбережению, архитектурной выразительности, долговечности, комфортности малоэтажного жилья требуют новых подходов к разработке и выбору строительных систем, технологии и монтажа конструкций и инженерного обеспечения жилых домов. Существующая база промышленности строительных материалов нуждается в значительной модернизации, направленной на применение новых технологий и создания новых видов строительных материалов и изделий, позволяющих строить доступное качественное жилье. Выпуск новых качественных материалов целесообразно организовывать путем создания мини-заводов, в том числе на свободных площадях работающих предприятий.

Из чего возводить здания сегодня.

Для обеспечения современных требований по теплозащите зданий с целью экономии энергоресурсов на отопление толщина однослойных стен из традиционных материалов (кирпича, керамзитобетона, арболита, эффективных керамических блоков, пенобетона и др.) должна быть таковой, что становится нереальной для применения. Более или менее подходят блоки из автоклавного газобетона со средней плотностью не более 500 кг/м3. Но создание такого производства требует значительных инвестиций и времени. Пенобетонные блоки, производство которых получило значительное развитие в последние годы, часто характеризуются недостаточной прочностью, неточностью геометрических размеров, большой усадкой, сравнительно невысокой морозостойкостью, что препятствует их широкому применению в строительстве.

Даже дерево, являющееся традиционным материалом для малоэтажного строительства, по современным требованиям по величине сопротивления теплопередаче в однослойном варианте не подходит.

Такая ситуация заставила исследователей разрабатывать новые материалы и изделия, а также строительные системы с их применением, которые удовлетворяют требованиям по прочности, долговечности, теплозащите и одновременно экономически эффективные. В настоящее время большинство таких систем предусматривают трехслойные конструкции стен. Причем трехслойная конструкция может устраиваться непосредственно при возведении стен или кладкой из трехслойных блоков, изготавливаемых в заводских условиях. Первая технология более гибкая, т. к. позволяет выбирать наиболее оптимальный набор материалов для устройства стен в конкретном регионе. Какой вариант эффективнее — решается сравнением технико-экономических показателей вариантов.

Возведение трехслойных стен при строительстве малоэтажных домов предусматривает использование наружных слоев стен в качестве оставляемой опалубки. Эти слои могут выполняться из кирпича, керамзитобетонных блоков, вибропресованных бетонных и других мелкоштучных изделий, а также листовых композитных материалов. Внутренний (центральный) слой конструкции является теплоизоляционным и должен выполняться из соответствующих материалов. Толщина этого слоя определяется теплотехническим расчетом.

В качестве теплоизоляционных материалов могут применяться широко распространенные пенополистирольные плиты, жесткие минераловатные плиты, пенополиуретановые блоки, блоки из теплоизоляционного ячеистого бетона, фибролитовые плиты, торфяные плиты, эковата и др. Находят все большее распространение технологии, предусматривающие применение ячеистобетонных заливочных смесей в качестве теплоизоляционного слоя, которые заливаются непосредственно в установленную несъемную опалубку или колодцевую кладку.

Несъемная опалубка в этой технологии может выполняться из пазогребневых плит, изготовленных из бетона на основе водостойких гипсовых вяжущих, речь о которых пойдет ниже, цементно-стружечных плит, водостойких гипсоволокнистых листов и гипсостружечных плит.

Трехслойные блоки могут изготовляться из различных материалов: пескобетона, обычного бетона, керамзитобетона, полистиролбетона и т. п. В качестве теплоизоляции в этих блоках используют пенополистирол, ячеистый бетон, пеногипс и т. п. Однако технология изготовления таких блоков достаточно трудоемка.

Более просто изготавливать пустотелые блоки, а заполнение пустот осуществлять при кладке стен, тогда можно применять заливочные теплоизоляционные материалы и засыпки, пенополистирол, пенополиуретан, минвату.

Возможности применения гипсовых материалов при строительстве малоэтажных домов.

Особое место среди местных материалов занимают гипсовые вяжущие, материалы и изделия на их основе.

Гипсовые материалы и изделия все шире применяются в современном строительстве. По сравнению с бетонами и строительными растворами на основе портландцемента, со строительной керамикой и металлами производство и применение гипсовых строительных материалов связано со сравнительно низким удельным расходом топлива и энергии. Удельные затраты энергии на производство 1 т портландцемента составляют 2400 кВт ч, кирпича — 1760, а гипсовых строительных изделий — 1200. Быстрое схватывание и твердение гипсовых формовочных смесей позволяет осуществлять изготовление изделий без форм, например методом непрерывного проката, либо в стационарных формах-кассетах, коэффициент использования которых резко увеличивается, либо на специальных формовочных станках.

Повышение цен на топливо обусловило быстрый рост добычи, потребления природного гипсового камня и производства из него гипсовых вяжущих и строительных материалов на его основе во всех развитых странах.

В настоящее время потребность производства гипсовых вяжущих в стране практически полностью покрывается за счет разработки месторождений природного гипсового камня. В то же время имеющиеся разработки в технологии применения фосфогипса и других гипсосодержащих отходов позволяют развивать производство строительных материалов из этих отходов.

Применение гипсовых материалов позволяет не только снизить дефицит в стеновых и перегородочных материалах для многоэтажного и малоэтажного строительства, но и значительно (не менее, чем в 2 раза) сократить сроки возведения зданий.

Изделия из гипсовых вяжущих характеризуются легкостью, достаточной прочностью, относительно низкими тепло — и звукопроводностью. Они легко формуются и приобретают любую архитектурную форму. Кроме того, гипсовые материалы огнестойки, способствуют поддержанию комфортного микроклимата в помещениях благодаря хорошим показателям по паро — и воздухопроницаемости, способности поглощать лишнюю влагу из воздуха и отдавать ее при снижении влажности.

В настоящее время гипсовые вяжущие применяются в несколько раз меньше, чем в 60-70-х годах прошлого столетия. Тогда широко применялись гипсобетонные крупноразмерные панели перегородок и оснований под полы (более 600 тыс. м2 в год), мелкоштучные перегородочные плиты (перегородки из кирпича или железобетона встречались очень редко), широко применялись для отделочных работ гипсокартонные листы. Возводились здания со стенами из бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих и заполнителей из различных техногенных отходов (шлаки, опилки). Выпускались гипсобетонные стеновые камни, из которых построено большое количество малоэтажных зданий. В настоящее время перегородки в жилых и административных зданиях в основном возводят из кирпича, бетонных, керамзитобетонных стеновых камней, блоков из ячеистого бетона. В офисных помещениях широко применяются комплектные системы Кнауф из гипсокартонных листов. Началось применение гипсоволокнистых лисов при устройстве полов, подвесных потолков внутри помещений с относительной влажностью воздуха до 75.

До настоящего времени слабо применяются водостойкие гипсовые вяжущие, несмотря на большие достижения в данной области.

Это можно объяснить недостаточной информированностью технической и предпринимательской общественности, боязнью строителей применять гипсовые бетоны в несущих и наружных конструкциях зданий.

Наиболее эффективным способом повышения водостойкости гипсовых вяжущих является введение в него веществ, вступающих с ним в химическое взаимодействие с образованием водостойких и твердеющих в воде продуктов.

Последние исследования МГСУ (кафедра технологии вяжущих веществ и бетонов) по повышению водостойкости гипсовых вяжущих позволили получить водостойкие гипсовые вяжущие нового поколения — гидравлические композиционные гипсовые вяжущие низкой водопотребности и бетоны на их основе.

Новые вяжущие представляют собой гомогенную активированную смесь любого гипсового вяжущего с гидравлическим компонентом — органо-минеральным модификатором (ОММ) гипсовых вяжущих, предварительно получаемым механо-химической активацией портландцемента, кремнеземистой добавки и суперпластификатора. Введение его в гипсовое вяжущее в надлежащем количестве обеспечивает высокие показатели прочности, водостойкости и долговечности.

Для регулирования сроков схватывания можно вводить замедлители и ускорители схватывания.

Разработаны и изучены различные бетоны на основе модифицированных вяжущих.

Эти бетоны могут применяться аналогично бетонам на портландцементе.

Наибольшее значение имеют стеновые и перегородочные изделия, а также отделочные, включая декоративные, производство и применение которых будут развиваться.

Стеновые изделия можно изготовлять из различных бетонов (тяжелого, легкого на пористых заполнителях, арболита, опилкобетона, ячеистого и т. д.) на основе водостойких или неводостойких гипсовых вяжущих в зависимости от условий эксплуатации.

Очень эффективны блоки строительные замковые которые имеют форму параллелепипеда с базовым размером 400х800х150 мм (см. фото.

Блоки предназначены для возведения несущих и самонесущих стен без раствора. При кладке пустоты всех рядов совмещаются, образуя герметичные замкнутые воздушные полости, заполняемые эффективными теплоизоляционными материалами (ячеистый бетон, пенополиуретан, минераловатные изделия и т. п.). Заполняя эти пустоты тяжелым бетоном, можно создавать любые несущие конструкции, а при вертикальной кладке и армировании сооружать каркасную систему здания, при этом сами замковые блоки будут носить декоративно-отделочную функцию.

Изготовление блоков осуществляется по литьевой технологии в запатентованных кассетных пластиковых формах.

Очень эффективен гипсовый прессованный кирпич на основе водостойких гипсовых вяжущих, который по своим свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым к силикатному кирпичу (ГОСТ 379-95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия). Кирпич предназначен для кладки наружных и внутренних стен малоэтажных зданий и сооружений, а также для их облицовки (для этого кирпич выпускается цветной). Для формования кирпича приспосабливают прессовое оборудование, применяемое для производства силикатного кирпича, либо разрабатывают специальное формовочное оборудование. Кирпич после формования прессованием не требует никакой тепловой обработки, а подлежит упаковке на поддонах и отправке потребителю.

Предложены различные способы получения ячеистого бетона из гипсовых вяжущих. Из него формуют стеновые блоки, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ 21520 и действующим техническим условиям. Блоки на водостойких гипсовых вяжущих предназначены для кладки наружных, внутренних стен и перегородок зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75 % и при неагрессивной среде. Стеновые блоки на основе неводостойких гипсовых вяжущих применяются в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60 %. Большое распространение получил пеногипс на основе модифицированного гипсового вяжущего при устройстве стяжек пола и в качестве теплоизоляционного слоя при возведении стен в несъемной опалубке. Экспериментальное строительство малоэтажных домов с применением несъемной опалубки из ЦСП и модифицированного пеногипса подвердило высокую эффективность такой строительной системы. Строительство одноквартирного дома по данной технологии (без отделки) занимает 5 – 7 дней (при готовом фундаменте.

Производство изделий из гипсовых вяжущих отличается быстротой приобретения распалубочной (через 7…30 мин), отпускной и конечной прочностей (через 1…3 сут.). Изделия на вяжущих низкой водопотребности твердеют и приобретают отпускную влажность без сушки.

Для строительства малоэтажных зданий могут использоваться не только перечисленные изделия, но и другие штучные стеновые материалы.

Производство и применение изделий из бетонов на основе ВГВ низкой водопотребности характеризуются рядом преимуществ перед изделиями из бетонов на других вяжущих, в том числе и на портландцементе, а, именно.

— используются только экологически чистые исходные материалы.

— малый расход условного топлива и энергии за счет изготовления изделий без тепловой обработки.

— увеличивается оборачиваемость формовочного оборудования (бортоснастки, опалубки, форм) в несколько раз, т. к. уже через 15. 20 мин может осуществляться распалубка.

— не требуется искусственная сушка изделий.

— снижается себестоимость за счет использования местного сырья и техногенных отходов с одновременным решением экологических проблем.

В заключение нужно отметить, что применение быстротвердеющих гипсовых, в т. ч. водостойких вяжущих, позволяет значительно ускорить возведение стеновых и перегородочных конструкций, а в некоторых случаях и перекрытий, сборных и монолитных зданий, а при заводском производстве изделий повысить производительность оборудования, выработку на 1-го рабочего, снизить энергозатраты.

Следует подчеркнуть также, что организация производства применения гипсовых материалов не требует больших инвестиций, которые к тому же быстро окупаются. Такие производства по плечам малому и среднему предпринимательству.